Nghiên cứu một số đột biến thay thế amino axít (missense mutation) trên Gen CXCL1 ở người bị phơi nhiễm asen

Bài viết tiến hành phân tích 7 đột biến thay thế amino axít được tìm thấy trên gen CXCL1. Trong đó, 5 đột biến điểm được phát hiện và 2 đột biến mới vừa công bố gần đây liên quan đến hiện tượng phơi nhiễm asen của nhóm nghiên cứu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu một số đột biến thay thế amino axít (missense mutation) trên Gen CXCL1 ở người bị phơi nhiễm asenTẠP CHÍ Y DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 2-2014 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHƢƠNG TRÌNH KHCN KC.10/11-15Comment [ĐhCn1]:NGHIªN CỨU MỘT SỐ ĐỘT BIẾN THAY THẾ AMINO AXÍT(MISSENSE MUTATION) TRÊN GEN CXCL1 Ở NGƢỜI BỊPHƠI NHIỄM ASENLê Bắc Việt1*; Trần Phương Thảo*; Tạ Thị Bình**Nguyễn Khắc Hải**; Nguyễn Huy Hoàng*TÓM TẮTTNgày nay, những bệnh di truyền gây ra bởi các đột biến gen ngày càng trở nên phổ biến. Trongđó, những biến thể di truyền gây ra thay đổi một nuclotid trong trình tự gen dẫn đến thay thế mộtamino axít trong trình tự protein được gọi là đột biến thay thế amino axÝt (missense mutation). Loạiđột biến này có khả năng gây tác động mạnh đến tính ổn định của mạng lưới liên kết hydro, liên kếtái lực... của cấu trúc, hoạt tính và một số đặc tính quan trọng khác của protein. Ngoài ra, chúng cònliên quan đến các điều kiện về bệnh lý và tính nhạy cảm đối với bệnh cũng như quá trình điều trịbằng thuốc. Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng các phần mềm tin sinh học để mô hình hóacấu trúc không gian 3D protein, từ đó đưa ra một số dự đoán về ảnh hưởng và tác động của các độtbiến đã được phát hiện trên gen CXCL1, trong đó có hai đột biến liên quan đến hiện tượng phơinhiễm asen là P67T và A76T. Qua đó có thể hiểu thêm về mối tương quan giữa cấu trúc và chứcnăng của protein được mã hóa bởi gen CXCL1.* Từ khóa: Bệnh di truyền; Cấu trúc không gian 3D protein; Đột biến điểm; Gen CXCL1; Phơinhiễm asen.INVESTIGATION OF SOME MISSENSE MUTATIONS OF THECXCL1 GENE IN ARSENIC EXPOSURE INDIVIDUALSSUMMARYNowadays, genetic diseases caused by mutagenesis become more and more abundant. Of which,genetic variants that lead to change of only one nucleotide in a gene sequence resulting in substitutions ofone amino acid in a protein sequence, called by missense mutations.That kind of mutation can have adramatic effect on stability, hydrogen bond network, structure, activity and some other characteristics ofprotein. Moreover, they are involved in many pathological conditions, disease susceptibility and drugtreatment. In this study, based on some bioinformatics softwares about protein three-dimesion (3D) crystalmodelling, we brought out predictions about effects and influences of all seven missense mutations of theCXCL1 gene, of which two mutations (P67T and A76T) that relate to arsenic exposure were recentlydetected. As the result, it is possible to understand much more about the relationships between genotypeand phenotype of protein encoding by the CXCL1 gene.* Key words: Genetic diseases; Protein 3D structure modelling; Missense mutations; The CXCL1 gene;Arsenic exposure.* Viện Nghiên cứu Hệ Gen, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam** Viện Y học Lao động và Vệ sinh Môi trườngNgười phản hồi (Corresponding): Nguyễn Huy Hoàng (nhhoang@igr.ac.vn)Ngày nhận bài: 25/12/2013; Ngày phản biện đánh giá bài báo: 20/1/2014Ngày bài báo được đăng: 21/1/201456TẠP CHÍ Y DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 2-2014 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHƢƠNG TRÌNH KHCN KC.10/11-15ĐẶT VẤN ĐỀNhững sai khác trong trình tự ADN ởngười gây ra biến thể biểu hiện ra ngoàikiểu hình và tác dụng đến nhạy cảm đối vớibệnh tật, phản ứng với sự thay đổi môitrường và quá trình điều trị bằng thuốc [2].Những biến thể di truyền có thể bao gồmthay đổi một vài hoặc chỉ một nucleotid,trường hợp thứ hai được gọi là “đa hình đơnnu” hay SNP (single nucleotide polymorphism).Về mặt kỹ thuật, một đa hình thể hiện mộtbiến thể ADN được tìm thấy ở > 1% cộngđồng dân cư sống trong cùng một vùng [2].SNP là dạng biến thể di truyền phổ biếnnhất ở người [3] và xảy ra thường xuyênvới tần xuất 1/1.200 base trên một cộngđồng người [5]. Trong đó, SNP thường xảyra trên vùng không mã hóa trên ADN genome[2], ngược lại, SNP xảy ra trên vùng mã hóagây ra thay đổi trên trình tự amino axít củaprotein, hay còn gọi là sự thay thế aminoaxít hoặc còn có thể gây ra những đột biếndừng dịch mã (nonsense mutation)/cắt cụtprotein (truncation mutation) [4].Những biến thể di truyền xảy ra trên cácallen phụ và có tần suất < 0,5 - 1% cộngđồng dân cư là những đột biến hiếm gặp[6]. Ảnh hưởng về mặt chức năng proteincủa các đột biến hiếm gặp đang là chủ đềểcủa nhiều công trình nghiên cứu gần đâyvới mục tiêu hiểu rõ hơn về vai trò của độtbiến hiếm gặp trên nhiều loại tính trạng vớinhau [7]. Sự cần thiết phải tìm hiểu về tácđộng của đột biến thay thế amino axít trởnên rất rõ ràng khi chúng ta xem xét đếnnhững bệnh di truyền. Chỉ cần thay đổi mộtamino axít trong trình tự có thể dẫn đến mộtloạt những sai khác trong quá trình chuyểnhóa trong cơ thể và gây bệnh. Chúng ảnhhưởng trực tiếp lên cấu trúc đại phân tửprotein, cấu trúc bậc 2, mạng lưới liên kếthydro, làm giảm tính mất ổn định và hoạttính của protein [9]. Từ đó, những phươngpháp tin sinh học nhằm phân tích ảnhhưởng của đột biến thay thế amino axÝt lênhoạt tí ...